DE1425013C3

DE1425013C3 - Bauelement für Kugelführungen

Info

Publication number: DE1425013C3
Application number: DE1425013A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Fischer-Brodbeck Praezisionsteilefabrik 7102 Weinsberg GmbH
Current assignee: Fischer-Brodbeck Praezisionsteilefabrik 7102 Weinsberg GmbH
Priority date: 1962-10-18
Filing date: 1962-10-18
Publication date: 1975-04-10
Also published as: CH424389A; DE1425013B2; GB995478A; US3271087A; DE1425013A1

Description

1. Der Käfig kann auf extrem einfache Weise im Spritzgußverfahren hergestellt werden, und zwar einschließlich der als Kugelsitze dienenden Vertiefungen, die keinerlei Nacharbeit bedürfen.

2. Infolge der massiven Ausbildung der Ringe mit ebenen Fugenflächen ist der Käfig äußerst stabil und in besonderer Weise geeignet, auch hohe Axialdrücke aufzunehmen.

3. Diese Ausbildung der Ringe in Verbindung mit der Verwendung von Kunststoff ermöglicht es ferner, die Ringe ohne zusätzliche Befestigungsteile lediglich durch Verkleben oder Verschweißen zu einem festen und starren Käfig zu vereinigen, da die Ringe, abgesehen von den Vertiefungen für die Kugeln, mit voller Fläche festhaftend aufeinanderliegen.

4. Weitere Vorteile der Kunststoffkäfige sind ihr geringes Eigengewicht, was vor allem auch bei hohen Hubzahlen infolge der geringen Neigung zu axialen Abwanderungen, etwa bei Säulengestellen für Pressen od. dgl., von Wichtigkeit ist, die dem Kunstsoff zukommende selbstschmierende Wirkung sowie dessen Abriebfestigkeit, geräuschdämpfende Eigenschaft und der geringe Materialpreis pro Gewichtseinheit. Als Kunststoff werden insbesondere spritzfähige Kunststoffe von der Gruppe der Polyamide verwendet.

5. Die Verwendung von Kunststoff ermöglicht es zugleich, die Kugeln federnd in ihre Sitze zu drücken und in diesen zu halten (Anspruch 2).

6. Darüber hinaus erlaubt es die Erfindung, mit geringen Kosten Käfige und Kugelführungen beliebiger Länge herzustellen. Die Herstellung geschieht gemäß Anspruch 4 insbesondere derart, daß zunächst einreine Ringe von einer axialen Länge, welche dem Abstand zweier ringförmig um die Achse der Kugelführung angeordneter Kugelsätze entspricht, einschließlich der zur Aufnahme der Kugeln dienenden Vertiefungen gegossen und hierauf, z. B. unter gleichzeitigem Erwärmen, durch einen Klebstoff oder Verschweißung zu einem Käfig beliebig großer Länge verbunden werden. Die Kugeln können hierauf in geeigneten Vorrichtungen oder Maschinen unter Druck federnd in ihre je zwischen zwei Kunststoffringen gebildeten Sitze gedrückt werden.

7. Bei versetzter Anordnung der Kugeln (Anspruch 3) hat bei axialer Bewegung des Kugelkäfigs jede Kugel an der Oberfläche der durch die Kugelführung abgestützten Maschinenteile ihre eigene Laufbahn. Die Abnutzungserscheinungen können infolgedessen auf ein Mindestmaß beschränkt werden.

Es wird Patentschutz nur für die Gesamtheit der im Anspruch 1 enthaltenen Merkmale begehrt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt durch ein erfindungsgemäßes Bauelement, und zwar im Schnitt nach Linie 1-1 der Fig. 2,

F i g. 2 eine Draufsicht auf einen Kunststoffring mit eingesetzten Kugeln und

F i g. 3 die schematische Ansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Bauelementes.

Wie die Figuren zeigen, wird der Kugelführungskäfig 10, der zusammen mit den Kugeln ein erfindungsgemäßes Bauelement bildet, im wesentlichen durch einzelne aus Kunststoff gegossene untereinander austauschbare gleiche Ringe 11 sowie durch zwei Endringe 12 gebildet, wobei letztere je einem halben Ring 11 entsprechen. Die Ringe weisen an ihren Stirnflächen halbkugelförmige Vertiefungen 14 auf, deren Radius etwas größer ist als der Radius der aufzunehmenden Kugeln 15, für die sie bestimmt sind und die beim Aufeinanderreihen der Ringe an ihren die Fugen 13 bildenden Stirnflächen zu kugelförmigen Hohlräumen vervollständigt werden.

Wie aus den Figuren ersichtlich, ist die radiale Breite oder Wandstärke b der Ringe kleiner als der Durchmesser d der Kugeln, so daß die in die Vertiefungen bzw. Hohlräume eingedrückten Kugeln 15 beiderseits des Ringes, d. h. sowohl über die innere Umfangsfläche als auch über die äußere Umfangsfläche der Ringe bzw. des Käfigs aus Öffnungen 16 mit dem Durchmesser d_x herausragen.

Vor dem Aneinanderreihen der Ringe 11 bzw. 12, von denen die letzteren nur auf einer Seite Vertiefungen aufweisen, werden die Ringe auf ihren Stirnflächen mit einem Klebstoff bestrichen und anschließend zweckmäßig einer Wärmebehandlung unterworfen, wodurch die Ringe zu einer festen Säule zusammenwachsen und auch bei großen Zugkräften, Seitenkräften oder Biegungen in den Fugen nicht auseinanderreißen.

Wie F i g. 1 zeigt, sind die Vertiefungen 14 an der einen Stirnfläche eines Ringes 11 zu den Vertiefungen 14 an der anderen Stirnfläche desselben Ringes um den Betrag e versetzt, der einen Bruchteil des Abstandes α zweier Kugeln 15 desgleichen, einer Trennfuge 13 zugeordneten Kugelringes beträgt. Daraus ergibt sich insgesamt eine Anordnung der Kugeln, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist, bei der jeweils axial benachbarte Kugeln der einzelnen Kugelringe eine im wesentlichen axiale, zur Achsrichtung der Kugelführung jedoch unter einem kleinen Winkel « flach geneigte Kugelreihe bilden. Die Anordnung ist hierbei, z.B. entsprechend Fig. 3, derart getroffen, daß die jeweils erste Kugel 15 a zu der jeweils letzten Kugel 15b einer jeden Kugelreihe um einen Betrag/ versetzt ist, der kleiner ist als der Abstand α zwischen zwei benachbarten Kugeln einer gleichen Ringreihe. Hierdurch wird erreicht, daß bei axialen Bewegungen der durch die Kugeln geführten Maschinenteile jede einzelne Kugel ihre eigene Laufbahn hat und infolgedessen eine Rillenbildung in der Oberfläche der Maschinenteile praktisch ausgeschlossen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche· zeug- und Vorrichtungsbau sowie auch auf anderen Anwendungsgebieten vor allem dort eingesetzt, wo

1. Aus einem Käfig und einer beliebigen An- höchste Genauigkeit bei spielfreier Passung und ein

zahl von in diesem gelagerten Kugelreihen be- leichter Lauf, gewährleistet durch rollende Reibung,

stehendes Bauelement für Kugelführungen zur 5 vorhanden sein müssen. Auch zeichnen sich die

Aufnahme zumindest in axialer Richtung verlau- Kugelführungen bei nur geringer Wartung durch eine

fender Bewegungen, wobei der Käfig aus mehre- lange Lebensdauer aus.

ren Ringen besteht, die je an ihren zu einer Fuge Bauelemente der eingangs gekennzeichneten Art zusammenstoßenden Stirnflächen Hohlräume zur sind an sich bekannt. Doch ist ihre Herstellung bisher Aufnahme der Kugeln bilden, dadurch ge- ίο verhältnismäßig umständlich und teuer,
kennzeichnet, daß die Ringe (11) aus So weisen bekannte Ausführungen (deutsche Kunststoff bestehen, massiv sowie mit beiderseits Patentschrift 955 010) einen Kugelkäfig auf, der aus ebenen Stirnflächen und an diesen mit die Hohl- einzelnen aus Blech gebogenen Ringen zusammenräume für die Kugeln (15) bildenden Vertiefun- gesetzt ist, wobei jeder Ring entweder aus zwei mitgen (14) ausgebildet sind, ferner mit ihren anein- 15 einander vernieteten Schalen besteht oder U-Profil ander anstoßenden Stirnflächen je mit ebener mit radial auswärts gerichteten Flanschen aufweist. Fuge (13) ohne Zuhilfenahme besonderer Befesti- Die Kugelreihen müssen hierbei je gesondert von gungsmittel durch Verkleben oder Verschweißen jeder anderen montiert werden. Die einzelnen Ringe miteinander fest verbunden sind. werden aufeinandeigestapelt und berühren sich im

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch ge- 20 erstgenannten Fall lediglich in einzelnen Punkten, so kennzeichnet, daß Öffnungen (16), durch die hin- daß Axialkräfte nur in diesen Punkten von einem auf durch die Kugeln (15) radial nach außen und in- den anderen Ring übertragen und die Ringe sehr nen aus dem Käfig ragen, einen um so viel klei- genau gearbeitet werden, damit sie ordnungsmäßig ncren Durchmesser (rf,) als die Kugeln haben, daß zusammenarbeiten. Diese bekannten Ausführungen letztere entsprechend der Elastizität des Kunst- 25 erfordern daher mindestens eine teure Herstellung,
stoffes nachträglich in die durch die Vertiefungen Eine andere bekannte Ausführung (französische

(14) gebildeten, als Kugelsitze dienenden Hohl- Patentschrift 1 298 837) weist zwar einen Käfig aus räume gedrückt werden können. Kunststoff auf, doch ist dieser lediglich für eine ein-

3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, da- zige Kugelreihe bestimmt. Er ist ferner aus zwei durch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (14) 30 Teilen mit axial zueinander versetzten Kugelflächen an der einen Stirnfläche eines jeden Ringes (11) zusammengesetzt, wobei jede Hälfte zusätzliche je zu den Vertiefungen (14) an der anderen Stirn- Zapfen und Bohrungen aufweist, die zur Verbindung fläche des gleichen Ringes und damit in an sich der beiden Teile dienen. Auch ein solcher Käfig bebekannter Weise die in sie eingesetzten Kugeln dingt eine komplizierte Herstellung, abgesehen davon,

(15) in Umfangsrichtung des Ringes (z. B. um den 35 daß er keine Anregung für die Herstellung eines mehr-Betrag e) versetzt sind, wobei jeweils axial be- reihigen Käfigs bietet.

nachbarte Kugeln (15) der aufeinanderfolgenden. Bei einer anderen bekannten Ausführung (britische den einzelnen Fugen (13) zugeordneten Kugel- Patentschrift 660 399) wird ein Käfig verwendet, der ringe eine zur Achsrichtung der Kugelführung aus zwei abwechselnd U-förmig geformten Teilen zuunter einem kleinen Winkel (-v) geneigte Kugel- 40 sammengesetzt ist, deren Trennfuge auf einem Zylinreihe bilden, derart, daß der Abstand (/) zwischen der liegt. Auch ein solcher Käfig ist umständlich und der ersten Kugel (15 a) und der letzten Kugel teuer herzustellen.

(15b) einer jeden Reihe, in Umfangsrichtung ge- Eine weitere bekannte Ausführung (deutsches Ge-

messen, kleiner als der Abstand [a) zwischen brauchsmuster 1 829 461) zeigt einen Kugelkäfig, der

zwei benachbarten Kugeln eines Kugelringes ist. 45 aus einer ebenen Platte zu einer Hülse gebogen ist

4. Verfahren zur Herstellung eines Bauele- und in dem die Kugeln aufeinanderfolgender Reihen mentcs nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn- in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind,
zeichnet, daß zunächst einzelne Ringe, Vorzugs- Dem Anmeldungsgegenstand liegt die Aufgabe weise einschließlich der Vertiefungen zur Auf- zugrunde, ein Bauelement der oben beschriebenen nähme der Kugeln, gegossen und hierauf die ein- 50 Art für Kugelführungen, das aus einem Käfig und zelnen Ringe zu einem Käfig vereinigt, insbeson- einer beliebigen Anzahl von in diesem gelagerten dere verklebt oder verschweißt werden, woraufhin Kugelreihen besteht, bei äußerst einfacher Hersteldie Kugeln in die durch die Vertiefungen gebil- lungsweise und gleichzeitig vorteilhaften Laufeigendeten Hohlräume federnd eingedrückt werden. schäften zu schaffen. Nach dem Anspruch 1 wird

55 dieses durch eine Bauweise erreicht, die folgende

Merkmale aufweist:

1. Die den Käfig bildenden Ringe bestehen aus Kunststoff,

Die Erfindung bezieht sich auf ein aus einem 2. die Ringe sind als massive Ringe mit beiderseits

Käfig und einer beliebigen Anzahl von in diesem ge- 60 ebenen Stirnflächen und an diesen mit Hohlräume lagerten Kugelreihen bestehendes Bauelement für für die Kugeln bildenden Vertiefungen ausgebildet;
Kugelführungen zur Aufnahme zumindest in axialer 3. sie sind mit ihren aneinander anstoßenden Stirn-

Richtung verlaufender Bewegungen, wobei der Käfig flächen je mit ebener Fuge ohne Zuhilfenahme beaus mehreren Ringen besteht, die je an ihren zu einer sonderer Befestigungsmittel durch Verkleben oder Fuge zusammenstoßenden Stirnflächen Hohlräume 65 Verschweißen miteinander fest verbunden,
zur Aufnahme der Kugeln bilden. Solche Kugelfüh- Ein solches Bauelement und damit der für ein

rungen für Axial- und gegebenenfalls Tangential- solches Bauelement verwendete Käfig weist'folgende oder Drehbewegungen werden im Maschinen-, Werk- Vorteile auf: